[发明专利]一种基于平面人工结构的超声聚焦透镜

权利要求书

1.一种基于平面人工结构的超声聚焦透镜，其特征在于，包括：

声学软材料板，其在上下表面分别形成：圆形部，以及以所述圆形部为中心连续排列的多个同心的环形部，相邻环形部的厚度不同，并且上下表面的圆形部以及环形部以所述声学软材料板的中心水平线分别呈上下对称；以及

硅胶覆盖层，其分别覆盖于所述声学软材料板的上下表面，使得所述超声聚焦透镜具有均一的总厚度,

其中，所述各环形部的厚度与所述超声聚焦透镜的焦距相关。

2.根据权利要求1所述的基于平面人工结构的超声聚焦透镜，其特征在于，所述声学软材料板为水中透声率高的声学软材料。

3.根据权利要求2所述的基于平面人工结构的超声聚焦透镜，其特征在于，所述声学软材料包括环氧树脂材料、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚乳酸(PLA)。

4.根据权利要求1所述的基于平面人工结构的超声聚焦透镜，其特征在于，所述各环形部的厚度、所处位置以及所述超声聚焦透镜的焦距之间满足如下公式：

其中，是关于所述声学软材料板的环形部的厚度t变化的相位方程，是关于各环形部的中间位置r变化的相位方程，公式中所选取的位置r均为每个环形部的中间位置，λ是声波在水中的波长，λ＝2πf/c_0L，f为工作频率，h是所述超声聚焦透镜的总厚度，t是每个环形部的厚度，c_0L，c_1L和c_2L分别是水、声学软材料和硅胶的声速，F是声场聚焦的焦距。

5.根据权利要求4所述的基于平面人工结构的超声聚焦透镜，其特征在于，由公式⑴可计算出随着各环形部的厚度变化的超声波相位，由公式⑵可计算出沿着超声聚焦透镜平面方向的超声波相位，则由公式(2)计算出超声聚焦透镜的位置r处的相位然后带入公式(1)，即可得到位置r处的声学软材料板的环形部的厚度t。

6.根据权利要求1所述的基于平面人工结构的超声聚焦透镜，其特征在于，所述超声聚焦透镜包括单点聚焦的平面超声聚焦透镜以及多点聚焦的平面超声聚焦透镜。

7.根据权利要求6所述的基于平面人工结构的超声聚焦透镜，其特征在于，所述多点聚焦的平面超声聚焦透镜由多个区域的环形部构成，各区域的环形部分别形成不同的焦点。

8.根据权利要求7所述的基于平面人工结构的超声聚焦透镜，其特征在于，所述多个区域包括中心区域和一个以上边缘区域，中心区域的环形部形成近的焦点，边缘区域形成远的焦点。

9.根据权利要求1所述的基于平面人工结构的超声聚焦透镜，其特征在于，在工作频率f为0.62MHz的情况下，所述各环形部的厚度范围为0.4～2.8mm，取值区间为0.001mm以下，所述超声聚焦透镜的总厚度为3mm。

10.根据权利要求1所述的基于平面人工结构的超声聚焦透镜，其特征在于，所述各环形部的位置r的范围根据入射波宽度而定。